DNAカーテンと粗視化シミュレーションによるコンデンシン分子モーターの機構解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03194
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43040:生物物理学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 寺川 剛 京都大学, 理学研究科, 助教 (20809652)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: １分子蛍光イメージング / DNAカーテン / 粗視化分子動力学シミュレーション / コンデンシン

研究成果の概要

コンデンシンは、有糸分裂期に分子モーターとして染色体ループを形成することで、染色体凝縮を引き起こすタンパク質である。これまでの研究では、コンデンシンが染色体ループを形成する分子機構がわかっていなかった。本研究では、１分子蛍光イメージング (DNAカーテンアッセイ) と粗視化分子動力学シミュレーションを用いて、① コンデンシンのヒンジ領域が構造変化してDNAと結合できるようになること、②コンデンシンはそのヌクレオチド状態に応じてことなる構造に変化すること、③障害物を避けられるトランスロケーションモードと避けられないモードがあることを明らかにした。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

染色体凝縮は、複製されたゲノムDNAの娘細胞への正確な分配を保証する、生命の根幹をなす重要な現象である。本研究では、染色体凝集を引き起こすコンデンシンが、染色体ループを形成する分子機構を明らかにすることができた。これは、複製されたゲノムDNAが娘細胞に正確に分配されるしくみを明らかにするために重要な成果である。また、コンデンシンのように染色体の構造形成に関わるタンパク質の不全はCornelia de Lange症候群のような遺伝疾患を引き起こす。それらの深刻な疾患の分子機序の理解に重要な成果である。